Fondamenti di di A utomatica Automatica Prof. Bruno Picasso Introduzione all all uso di di S imulink Simulink

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1 Fondamenti di Automatica Prof. Bruno Picasso Introduzione all uso di Simulink

2 L ambiente Simulink Simulink è un ambiente grafico per la simulazione di sistemi complessi Perché non basta Matlab? È spesso necessario simulare sistemi complessi composti da numerosi blocchi interconnessi i Spesso i singoli blocchi sono non lineari o tempo-varianti Può essere necessario integrare blocchi continui e discreti 2

3 Pi Principio i i difunzionamento Simulink contiene una libreria i di blocchi elementari che descrivono sistemi statici e dinamici L utente compone sullo schermo lo schema a blocchi del sistema da simulare mediante l interconnessione dei blocchetti elementari Simulink genera automaticamente le equazioni e risolve il problema numerico di simulazione desiderato 3

4 Simulink e Matlab Simulink interagisce con Matlab attraverso il Workspace i modelli Simulink possono contenere variabili del Workspace Allo stesso modo il risultato della simulazione può essere esportato nel Workspace e analizzato con Matlab 4

5 L interfaccia grafica digitando al prompt» simulink si apre la libreria dei modelli Da qui è possibile creare un nuovo modello (foglio bianco) e comporre il sistema da simulare mediante diversi blocchi 5

6 Creazione di un nuovo modello Il menù Simulink contiene la maggior parte dei blocchi di uso comune 6

7 Principali i librerie i di Simulink (1) Blocchi dinamici a tempo continuo (Continuous) Blocchi dinamici a tempo discreto (Discrete) Funzioni matematiche (Math Math) 7

8 Principali librerie di Simulink (2) Output dei dati (Sinks Sinks) Segnali d ingresso (Sources) Blocchi non lineari (Discontinuities) 8

9 Esempio Si voglia simulare con Simulink il seguente semplice sistema di controllo u(t) () + y(t) 1/s - con u(t)=sca(t) e condizione iniziale nulla 9

10 Esempio blocchi da utilizzare Il blocco Integrator (o Transfer Fcn) dal menù Continuous (per la funzione di trasferimento dell integratore) Il blocco Sum dal menù Math (per il nodo sommatore) I blocchi Step e Clock dal menù Sources (per la funzione di ingresso a scalino e per il clock) I blocchi To Workspace e Scope dal menù Sinks (per salvare delle variabili nel Workspace di Matlab e per visualizzarle in Simulink) 10

11 Esempio - operazioni Le operazioni da eseguire sono trascinare ciascuno dei blocchi nella finestra del modello; connetterli come nello schema a blocchi di partenza (per connettere 2 blocchi click sinistro sul blocco origine e poi click destro, tenendo premuto Ctrl sul blocco destinazione) ; occorre infine definire i valori dei parametri di ciascun blocco 11

12 Esempio modello e parametri segni nome e formato (array) delle variabili per Workspace ampiezza e inizio scalino cond. iniziale integratore 12

13 Esempio parametri blocchi Definizione parametri blocco Step doppio click sul blocco stesso - step time 1 - final value 1 Definizione parametri blocco Integrator doppio click sul blocco stesso - initial condition 0 Definizione parametri blocco Sum doppio click sul blocco stesso -+- Definizione parametri blocchi To Workspace doppio click sul blocco stesso - variable name t o y - save format array 13

14 Esempio parametri tisimulazione i Solver Istanti di inizio e fine della simulazione Tipo di solutore numerico (se il problema richiede metodi particolari) Parametri del solutore (in genere i default vanno bene) 14

15 Esempio parametri simulazione Workspace I/O Modalità di salvataggio più semplice Array 15

16 Esempio avvio simulazione avvio >> plot(t,y) è possibile elaborare i dati (t,y) direttamente in Matlab, ad esempio con il comando plot 16